Exoplaneten Robo-Astronomen fahnden nach der zweiten Erde

Die Liste wird länger: Mit Computerhilfe haben Astronomen fast ein Dutzend neuer Exoplaneten gefunden. Einer von ihnen ist viel jünger als alle bisher bekannten Exemplare. Sogar der Suchmaschinenbetreiber Google beginnt sich für die Fahndung in fernen Sternsystemen zu interessieren.

Exoplanet (künstlerische Darstellung): Automatische Systeme sollen neue Exemplare finden
AFP / K. Sahu / STScI and the Sweeps Science Team

Exoplanet (künstlerische Darstellung): Automatische Systeme sollen neue Exemplare finden

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Die Suche nach der zweiten Erde ist ein mühseliges Geschäft. In einem Dutzend Jahren haben es Astronomen immerhin geschafft, fast 300 Exoplaneten zu finden, also Himmelskörper, die außerhalb unseres Sonnensystems um ein Zentralgestirn kreisen. Unser Planetensystem, so ihr Fazit, scheint alles andere als eine kosmische Ausnahme zu sein. Allein in unserer Galaxie vermutet man Millionen, vielleicht auch Milliarden, solcher Konstellationen. In Zukunft wollen sich die Forscher nun von weitgehend automatisierten Systemen helfen lassen, um deutlich mehr Exoplaneten als bisher aufzuspüren.

Erste Erfolge können sie bereits vorweisen: Zehn neue Planeten hat nun ein internationales Forscherteam auf dem Treffen der Royal Astronomical Society in Belfast vorgestellt. Die Wissenschaftler, die sich unter dem Namen SuperWASP ("Super Wide Angle Search for Planets") zusammengeschlossen haben, suchen mit zwei Batterien von Weitwinkelkameras auf der Kanareninsel La Palma und in Südafrika automatisch den Nachthimmel ab. Ohne Unterlass speichern die Systeme Digitalfotos, auf denen jeweils bis zu 100.000 Sterne zu sehen sind. Jede Nacht kommen auf diese Weise 50 Gigabyte an Daten zusammen - pro Observatorium.

Es gibt zwei verschiedene Ansätze, um nach Exoplaneten zu fahnden: In beiden Fällen werden die fernen Begleiter indirekt nachgewiesen, direkte Beobachtungen sind noch äußerst selten. Bei der bisher am häufigsten angewendeten Methode setzen die Astronomen auf den Gravitationseffekt. Wenn die fernen Planeten ihr Zentralgestirn umkreisen, dann bringen sie es minimal aus der Bahn: Der Stern wackelt; und wenn man genau - und vor allem über einen längeren Zeitraum von Wochen oder besser Monaten - hinsieht, ist dieses gravitationbedingte Wackeln mit Teleskopen von der Erde aus zu beobachten.

Mühselig wird die Suche, weil die Himmelsspäher ihre Instrumente ständig neu kalibrieren müssen - um etwa Effekte wie Temperatur- und Druckveränderungen in der Erdatmosphäre auszugleichen. Der Astronom Chih-Hao Li von der Harvard University hat nun im Fachmagazin "Nature" einen sogenannten Laser-Kamm vorgestellt, mit dem diese Aufgabe deutlich vereinfacht werden soll. Zum Einsatz kommen soll die Technologie am William Herschel Teleskop auf La Palma - und zwar im nächsten oder übernächsten Jahr. Auf diese Weise, verspricht Li, könnten verstärkt kleinere, erdähnliche Exoplaneten gefunden werden.

Auf eine ganz andere Methode setzen Projekte wie SuperWASP. Dort konzentriert man sich auf periodische Änderungen in der Helligkeit der Sterne. Denn wenn sich ein Exoplanet auf seiner Bahn von der Erde aus gesehen vor sein Zentralgestirn schiebt, wird das Licht des Sterns für kurze Zeit dunkler - ein Phänomen, wie man es, verursacht durch den Mond, von der Sonnenfinsternis kennt.

Eine Einschränkung gibt es allerdings: Nur ein geringer Bruchteil der Umlaufbahnen von Exoplaneten liegt so, dass der Lichteffekt von der Erde beobachtet werden kann. Doch immerhin: Die Helligkeitsänderungen beim Transit sind ein vergleichsweise einfacher Weg, um zahlreiche neue Exoplaneten zu finden. Um ihnen auf die Spur zu kommen, setzen die SuperWASP-Forscher auf massive Computerhilfe. Ihr "Pipeline"-System analysiert Millionen von Himmelsfotos und benachrichtigt Forscher, wenn es glaubt, etwas Interessantes gefunden zu haben. "SuperWASP ist ein Fließband zur Planetenfindung", sagt Astronom Don Pollacco von der Queen’s University in Belfast.

Hat der Computer einen Verdacht, dann müssen Menschen die Vorarbeit des Robo-Astronomen überprüfen. Sie sehen sich mit Teleskopen, zum Beispiel auf Hawaii, in Chile, Südfrankreich und Australien, die vermeintlichen Fundstellen an. Erst das Urteil dieser Forscher entscheidet, ob tatsächlich ein neuer Exoplanet in die Statistiken aufgenommen wird. Neben seiner Position liefert die Transit-Methode auch die Größe, und damit auch die vermutliche Masse des beobachteten Himmelskörpers.

Die zehn neuen Exoplaneten des SuperWASP-Teams sind zwischen einer halben und acht Jupitermassen schwer. Einer von ihnen kreist so schnell um sein Zentralgestirn, dass er eine Umrundung pro Tag schafft. Weil er sich so nah an seinem Stern befindet, dürfte die Temperatur an seiner Oberfläche bei 2300 Grad Celsius liegen.

Wie Google in die Planetensuche einsteigt

Ein anderes, nicht minder beeindruckendes, Superlativ kann ein weiterer Exoplanet aufweisen, den Forscher der schottischen Universität St. Andrews unlängst gefunden haben. Mit Hilfe der Teleskope des Very Large Array im US-Bundesstaat New Mexico kamen sie in der Nähe des 520 Lichtjahre entfernten Sterns HL Tau einem kosmischen Jungspund auf die Spur: Einem wohl weniger als 100.000 Jahre alten Ball aus Gas und Gestein, der gerade dabei ist, sich zu einem Planeten zu formen.

Die Forscher vermuten, dass sich das Gebilde von der 14-fachen Größe des Jupiters weiter verdichten wird - bis ein riesiger Gasplanet entsteht. "Das war nicht, was wir gesucht haben. Und wir waren erstaunt, als wir es gefunden hatten", sagte Projektleiterin Jane Greaves der BBC. Der bisher jüngste bekannte Exoplanet wurde auf zehn Millionen Jahre geschätzt.

Generell gilt: Die meisten der bisher von Astronomen aufgespürten Exoplaneten sind riesengroße Gaskörper, mit extrem lebensfeindlichen Temperaturen. Erdähnliche Gesteinsplaneten wurden dagegen vergleichsweise selten entdeckt.

Die Suche nach der zweiten Erde dauert also noch an, immerhin sollen in Zukunft Roboter dabei helfen, schneller voranzukommen. Astronomen wollen außerdem verstärkt mit Weltraumteleskopen weitersuchen: So ist etwa der Satellit "CoroT" (Convection, Rotation and planetary Transits), der von der französischen Raumfahrtbehörde CNES in Zusammenarbeit mit der Esa betrieben wird, bereits fündig geworden.

Noch mehr fliegende Späher für die Suche im All stehen in den Startlöchern. Die US-Weltraumbehörde Nasa will im kommenden Jahr ihr Obervatorium "Kepler" ins All schicken, und Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology (MIT) werkeln am Satelliten "Tess" (Transiting Exoplanet Survey Satellite), der ab dem Jahr 2012 starten soll. Dafür haben sie jüngst tatkräftige Hilfe von jemandem bekommen, der sich mit dem Suchen bestens auskennt: Der Internetriese Google stieg mit einem kleinen Betrag in das Projekt ein.



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